El secreto químico de los violines Stradivarius

¡Para que luego digan lo malísima que es la Química! Ahora resulta que ha tenido una contribución decisiva en el excepcional sonido de los violines Stradivarius.

Transcribo la noticia aparecida en el Heraldo de Aragón el 17 de agosto.

Revelado el secreto químico de los violines Stradivarius

El reconocido fabricante de violines Antonio Stradivari y otros trataron sus instrumentos con sustancias químicas que producían su sonido único, y varias han sido identificadas por primera vez. Joseph Nagyvary, profesor emérito de bioquímica en la Universidad de Texas A&M, quien propuso por primera vez la teoría de que los productos químicos utilizados en la fabricación de violines, no tanto la habilidad de hacer el instrumento en sí, fue la razón por la que Stradivari y otros, como Guarneri del Gesu, fabricaron instrumentos, cuyo sonido no ha sido igualado en más de 200 años.

Un equipo internacional dirigido por Hwan-Ching Tai, profesor de química en la Universidad Nacional de Taiwán, ha publicado sus hallazgos en Angewandte Chemie International Edition. Hace unos 40 años en Texas A&M, Nagyvary fue el primero en probar una teoría que había pasado años investigando: que una razón principal para el sonido prístino, más allá de la fina artesanía, eran los productos químicos que Stradivari y otros usaban para tratar sus instrumentos debido a una infestación de gusanos en ese momento.

"Toda mi investigación durante muchos años se ha basado en la suposición de que la madera de los grandes maestros se sometió a un tratamiento químico agresivo, y esto tuvo un papel directo en la creación del gran sonido de los Stradivari y Guarneri", dijo Nagyvary.

Bórax. zinc, cobre y alumbre

Sus hallazgos fueron verificados en una revisión de la American Chemical Society, la organización científica más grande del mundo. Los hallazgos actuales del equipo de investigación muestran que se utilizaron bórax, zinc, cobre y alumbre, junto con agua de cal, para tratar la madera utilizada en los instrumentos. "El bórax tiene una larga historia como conservante, que se remonta a los antiguos egipcios, que lo usaban en la momificación y luego como insecticida", dijo Nagyvary.

"La presencia de estos productos químicos apunta a la colaboración entre los fabricantes de violines y la farmacia local y el boticario en ese momento. Tanto Stradivari como Guarneri habrían querido tratar sus violines para evitar que las lombrices se comieran la madera porque las infestaciones de lombrices estaban muy extendidas en ese momento", añadió.

Dijo que cada fabricante de violines probablemente usó sus propios métodos locales al tratar la madera. "Este nuevo estudio revela que Stradivari y Guarneri tenían su propio método patentado individual de procesamiento de madera, al que podrían haber atribuido una importancia considerable", dijo. "Podían haberse dado cuenta de que las sales especiales que utilizaban para la impregnación de la madera también le otorgaban una resistencia mecánica beneficiosa y ventajas acústicas. Estos métodos se mantuvieron en secreto. No había patentes en esa época. Cómo se manipulaba la madera con productos químicos era imposible adivinar mediante la inspección visual del producto terminado".

Dijo que las recetas de barnices no eran secretas porque el barniz en sí no es un determinante crítico de la calidad del tono. Por el contrario, el proceso de cómo se trataron y procesaron las tablas de abeto fresco con una variedad de tratamientos químicos a base de agua es fundamental para el sonido del violín terminado. Ese conocimiento era necesario para obtener una "ventaja competitiva" sobre otros fabricantes de instrumentos, dijo.

Nagyvary agregó que el equipo descubrió que los productos químicos utilizados se encontraban por todas partes y dentro de la madera, no solo en su superficie, y esto afectó directamente la calidad del sonido de los instrumentos.

Antonio Stradivari (1644-1737) fabricó alrededor de 1.200 violines en su vida y los vendió solo a los muy ricos, incluida la realeza. Hoy en día, quedan alrededor de 600 violines Stradivari. Un contemporáneo menos conocido de Stradivari, Guarneri del Gesu, tuvo problemas para vender su trabajo, pero sus instrumentos ahora se consideran iguales en calidad y precio a los violines de Stradivari.

"Sus violines han sido incomparables en sonido y calidad durante 220 años", dijo Nagyvary, y señaló que un violín Stradivari hoy puede valorarse en 10 millones de dólares, y un Guarneri puede valer aún más. Dijo que se necesitan más investigaciones para aclarar otros detalles de cómo los productos químicos y la madera producen una calidad tonal impecable.

"Primero, se necesitan varias docenas de muestras no solo de Stradivari y Guarneri, sino también de otros fabricantes del Período Dorado (1660-1750) de Cremona, Italia", dijo. "Tendrá que haber una mejor cooperación entre los maestros restauradores de instrumentos musicales antiguos, los mejores creadores de nuestro tiempo y los científicos que realizan los experimentos a menudo de forma gratuita en su tiempo libre".

Nagyvary ha estado involucrado en la investigación del violín gran parte de sus 87 años. Primero aprendió a tocar en Suiza en un instrumento que una vez perteneció a Albert Einstein."

¡Genial! Resulta que la "culpa" de que un Stradivarius suene tan bien es de las lombrices. 

El anillo de Sauron

Uno de los entretenimientos favoritos de los aficionados al cine es encontrar fallos en las películas: errores de vestuario, uso de aparatos no existentes, expresiones no utilizados en el momento, ... ¡Hasta hay quien busca errores científicos!👍👍👍

En La Vanguardia del 31 de julio apareció una noticia que me dejó helado, supongo que por contraste con lo que se hacía en el experimento: un 'youtuber' demuestra que el Anillo Único de ‘El señor de los anillos’ no se derrite cuando se sumerge en lava. Kyle Hill, con la ayuda del geólogo Jeff Karson, ha realizado un experimento para ver si el anillo se fundiría o no en la lava del Monte del Destino.

"Todos sabemos qué pasa con el anillo en El señor de los anillos: el retorno del rey, Frodo lo lanza a la caldera ardiente del Monte del Destino, donde teóricamente se funde en la lava, un mito que el youtuber Kyle Hill se ha encargado de desmontar.

El youtuber se desplazó hasta el laboratorio de Proyecto Lava ubicado en la Universidad de Siracusa, Estados Unidos, donde los científicos experimentan con diferentes tipos de roca volcánica, minerales y metales para fundirlos y crear lava artificial.

Allí, el youtuber contó con la ayuda del geólogo Jeff Karson para probar qué pasaría si tirara un anillo exactamente igual que el Anillo Único en la lava, y ver si al igual que en la película se fundiría, el resultado fue sorprendente.

Aunque al principio Hill ha estado un buen rato buscando el anillo, finalmente lo ha encontrado incrustado en un trozo de lava seca. A diferencia de la película, el anillo quedaba totalmente intacto con el paso de la lava.

El anillo hecho de titanio y chapado en oro pudo superar la temperatura de la lava a más de 1.500 grados, quedando en perfecto estado, aunque incrustado dentro de una piedra seca. Un fenómeno que tal y como ha explicado el geólogo se debe a la diferencia de temperatura entre ambos elementos, haciendo que el anillo cree una capa protectora que endurece el material fundido a su alrededor."

Yo soy aficionado veterano de El Señor de los Anillos. Tengo una octava edición de Minotauro de 1982, desgastada por las leídas y releídas que le hemos dado mi hijo y yo. Y la verdad es que eso de que el dichoso anillo estuviese hecho de aleación de titanio no me suena nada de nada. He estado investigando por la web y en todas partes se afirma que en el libro solamente se habla de oro como material del anillo.

Pero seguro que se trata de alguna aleación, ya que el oro puro es demasiado blando y tiene un punto de fusión de 1064 grados Celsius, una temperatura bastante menor a la de la lava, que oscila entre los 1200 y 1500 ºC. Vamos, que se funde sí o sí, porque aunque lleve algún otro metal para darle resistencia mecánica difícilmente subirá tanto el punto de fusión (y más teniendo en cuenta que el del titanio es de 1664 ºC).

Así que no hay que romperse la cabeza: se funde porque es un anillo mágico. ¡Y punto pelota!

El Pórtico de la Gloria

El Pórtico de la Gloria de la catedral de Santiago de Compostela marca el final de la ruta jacobea y es uno de los monumentos más visitados de España.

El caso es que desde crío he sentido una especial atracción por los recintos eclesiásticos, sobre todo los de estilo visigótico, prerrománico y románico. Aunque de creyente tengo poco, la serenidad de esos recintos, con decoración  escasa y poca luz, me invita a estar sentado sin pensar en nada, mirando o con la mirada perdida. Mucho mejor que un sicólogo. Más de una vuelta he dado por España para ver San Juan de Baños (Palencia), San Miguel de Escalada (León), San Salvador de Valdediós y Santa María del Naranco (Asturias), por no hablar del patrimonio que hay cerca de Jaca: Santa María de Iguacel, San Pedro de Lárrede, San Bartolomé de Gavín o San Adrián de Sasabe, entre otras muchas iglesias.

Pero el caso del Pórtico de la Gloria es especial. Tallado por el maestro Mateo a finales del siglo XII (finalizado en 1188), estuvo al descubierto durante más de 300 años hasta que se construyó la portada de la catedral que lo oculta y protege. Así que a principios de este siglo la policromía de las figuras solamente se intuía debajo de una capa de suciedad que anulaba su esplendor original. Se hicieron dos repintados posteriores, en los siglos XVI y XVII, y el aspecto general de cada caso era diferente: tonos azulados en el primer pintado, dorados en el segundo y aún más dorados en el último. Las imágenes siguientes son geniales para imaginar cómo se veía recién pintado.

Desde 2006 hasta 2018 la Fundación Barrié de La Coruña ha invertido más de seis millones de euros en la restauración del pórtico, un proceso en el que la química ha tenido mucho que decir. El proceso es enormemente complejo, ya que se trata de limpiar y consolidar, nunca de reconstruir y repintar. El uso de productos que no dañen los materiales se apoya en técnicas físicas muy específicas, tales como la colorimetría, etc. Y hay que identificar qué sustancias se han utilizado como colorantes para saber cómo hay que tratarlas para su limpieza y consolidación. El proyecto ha recibido el Premio Europa Nostra de Patrimonio en 2019.

Aquí va un  conjunto de imágenes que están en la web para que os hagáis del proceso: una vista de una cara a medio restaurar, dos vistas del proceso de limpieza, tres vistas del antes y después de varias tallas, y cuatro imágenes del resultado que puede contemplarse en la catedral desde 2018.

Hace muy poco se ha presentado el libro editado por la Fundación Barrié en ediciones de lujo (casi 200 euros) y también de tapa blanda, que me he regalado por 30 euros puesto en casa. Mas de 200 páginas, muchas imágenes estupendas y un texto explicativo suficiente. Se trata de una edición muy cuidada de solamente 2500 ejemplares.

En la página 169 se dice con letras de gran tamaño que "El respeto absoluto al original ha sido uno de los principios reguladores de la intervención, en la que se han mantenido todos los restos de color conservados desde la creación del Pórtico de la gloria en el s. XII, sin aportar añadidos ni retoques."

Pero ha habido que limpiar la suciedad acumulada durante siglos sin alterar la pintura, que se ha perdido en algunas zonas debido a factores meteorológicos o químicos. El oro y el lapislázuli (extraído de minas de Afganistán) o la azurita de los ropajes, el plomo usado en la mezcla para el color de la carne, etc, han desaparecido en algunas zonas, pero se han recuperado en gran parte, dando vida al conjunto del Pórtico, como se aprecia en las imágenes anteriores y con mucho más detalle en el libro.

"La Fundación Barrié ha puesto el broche de oro al Proyecto de Conservación Preventiva y Restauración del Pórtico de la Gloria (2006-2018), con la publicación de 'Pórtico de la Gloria. Una restauración'. En 220 páginas y 150 fotografías, el libro repasa los doce años y las más de 50.000 horas de trabajo para recuperar el esplendor de esta obra magna del siglo XII. Las fotografías elegidas, muchas de ellas inéditas, son testigo del dramático estado en el que se encontraba la obra antes del inicio del proyecto; de los trabajos de intervención realizados y sus avances para, finalmente, presentar el magnífico resultado final. Una serie de imágenes del “antes” y “después” en páginas enfrentadas permiten apreciar la belleza de las esculturas esculpidas en piedra con sus abundantes motivos decorativos y policromía conservada.

La publicación coincide con la celebración del Año Santo 2021 como homenaje, en el centenario de su nacimiento a Carmen Arias, quien consagró su vida a defender el legado de su marido, el fundador de la Fundación, Pedro Barrié. Para la edición del volumen, la Fundación ha contado con la editorial Assouline, reconocida a nivel internacional por la elegancia y extraordinaria calidad de sus publicaciones."

Después de ver esto, en mi próxima reencarnación creo que me dedicaré a la restauración de arte en lugar de a la enseñanza. ¡Y tened presente que es un regalo espléndido! (No tengo comisión, ojito).

Si los elementos químicos fueran personas ...

Como una imagen vale más que mil palabras (¡al menos eso se suele decir!), aquí van viñetas de diez elementos químicos recopiladas en genial.guru, y que vienen geniales cuando se comienza a ver sus características. Sólo he encontrado publicados estos y eso que he estado buscando un buen rato por la web. Y en cuanto al autor, nada de nada.

"Los autores de Genial.guru están seguros: puedes lograr que tus hijos se interesen con cualquier cosa, no importa qué tan difícil sea, si tan solo se los explicas fácil y curiosamente. Por ejemplo, la química que se considera una de las materias más complicadas en la escuela.

Te invitamos a empezar con los elementos químicos famosos y sus propiedades memorables."

https://genial.guru/creacion-arte/como-lucirian-los-elementos-quimicos-si-fueran-personas-279610/

Un kilómetro en caída libre

En la animación  puedes ver la caída libre de un cuerpo hasta la superficie de diferentes cuerpos del Sistema Solar, suponiendo que no hay atmósfera en ninguno ellos. Es decir, se desprecia la fuerza de rozamiento, que en realidad es apreciable a poco densa que sea la atmósfera.

En el aula se pueden plantear diferentes cuestiones de cálculo, como justificar el tiempo y la velocidad de caída sabiendo el valor de g en un planeta dado, o calcular g sabiendo el tiempo de caída, ya que no hay mas que utilizar las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

Pero también hay cuestiones para que el alumnado discurra. 

"Se puede observar que el valor de la aceleración de la gravedad es el mismo en Venus y en Urano, 8,9 m/s². El radio de Venus es de 6052 km y el de Urano de 25360 km. Piensa en los factores que influyen en el valor de g. ¿Se te ocurre por qué tamaños tan diferentes dan lugar a valores de g similares?"

¿Pila cargada o descargada?

Cuando necesitamos una pila, con mucha frecuencia encontramos alguna por un cajón y no sabemos si es nueva o ya está usada. Para saberlo, lo más sencillo es colocarla y ver si el aparato funciona, pero si lleva varias, lo mejor es cambiarlas todas a la vez. 

Si tenemos a mano un tester, con conectar la pila en modo medida de voltaje vemos si realmente da la tensión de 1,5 V que deben dar las pilas más utilizadas.

Acabo de leer una noticia en la que se expone un truco para saber el estado de la pila. En este video, que no es el que aparece en la noticia, se muestra el procedimiento. En la web se pueden encontrar otros muchos vídeos en la misma línea.

Lo he probado y funciona bastante bien. Pero la gracia del asunto está en las explicaciones del fenómeno: copio literalmente el texto de la noticia de LaSexta-TecnoXplora.

"La mayoría de los aparatos tecnológicos y electrodomésticos que tenemos en casa hoy en día funcionan mediante el uso de cargadores, como el móvil o la maquinilla de afeitar. Sin embargo, todavía existen multitud de dispositivos cotidianos que necesitan pilas para funcionar, ya sea el mando de la televisión o del garaje, algún reloj o la batería de una cámara analógica.

Para saber si la vida de la pila ha llegado al final, tan solo necesitas una superficie plana, como una mesa, y tres segundos. Deberás ver cuál es su extremo negativo para dejarla caer con ese lado plano hacia abajo desde unos dos centímetros de altura. En el vídeo te enseñamos cómo.

Si la pila alcalina todavía tiene batería, tendría que caer haciendo un ruido sordo. Además, si su carga está relativamente llena, lo más probable es que se quede de pie debido al peso. Por el contrario, si la pila ha sido usada ya o directamente no funciona, cuando la dejemos caer en la superficie rebotará y se caerá. Tampoco producirá ese ruido sordo al tocar la mesa.

¿Por qué ocurre esto? La explicación de la eficacia de este truco tan sencillo es química. A medida que las pilas se van descargando con el uso, su química interna cambia y se generan una serie de gases. Como el peso disminuye por el gas, al tirarla sobre una mesa rebotará y no se quedará de pie.

Por último, queremos recordarte que después de comprobar la carga de las pilas, deberás depositar las que no estén cargadas en los lugares adecuados para su recogida. En su composición, cada batería contiene un 30% de metales pesados, lo que las convierte en uno de los objetos cotidianos más nocivos para el medio ambiente." 

No hace falta entrar en las reacciones de la pila; solamente indicar que se forma gas hidrógeno como reacción secundaria del Zn en medio muy básico. Pero ¿qué demonios es eso de que el peso disminuye por el gas? ¡Que la pila es hermética, y su peso no cambia por mucho gas que se forme!

Esto de la divulgación científica está muy bien, pero hay que tener mucho cuidado con las tonterías que se escriben.

¿A alguien se le ocurre una explicación clara y concisa que justifique lo que se observa?

El Programa Ciencia Viva

Hace un par de meses me dijeron que iba a desaparecer el Programa Ciencia Viva del Departamento de Educación del Gobierno de Aragón. La verdad es que hice poco caso porque me sonó a otro rumor más de los muchos que circulan por ahí. Pero parece que va en serio y que se lo cargan ya para el curso próximo.

No voy a detallar aquí lo que es Ciencia Viva porque su nombre es más que significativo. Para quien no lo conozca, que entre en su web (cienciaviva.org) y ya se dará cuenta.

No sé exactamente el coste que tiene este programa, que llega a todos los centros de Aragón, tanto con materiales como con actividades presenciales, pero desde luego muchísimo menos que otros cuyo interés es cuando menos dudoso y que se potencian cada vez más. Por concretar uno, el aragonés en la escuela, con coste altísimo en liberaciones de profesorado y basado en intereses básicamente políticos. Que conste que aunque nacido en Zaragoza y residente en Jaca más de media vida, me considero medio panticuto y utilizo habitualmente muchos términos atribuidos al aragonés, pero solo de pensar en que algún día se promocione impartir la asignatura de Física y química en aragonés me pongo de los nervios.

En fin, no digo más porque decir todo esto es políticamente incorrecto y no tengo ganas de perder el tiempo, pero espero que alguna vez se imponga el sentido común, por mucho que sea el menos común de los sentidos.

El récord del mundo de 400 m vallas

El atletismo es el deporte rey: carreras, saltos y lanzamientos se practican desde tiempos inmemoriales. La Física tiene mucho que decir en cada una de las especialidades, y por eso hay estudios muy profundos sobre la técnica a perfeccionar para conseguir los mejores resultados.

El pasado 1 de julio se batió en la reunión de Diamond League de Oslo uno de los récords mundiales más antiguos: el noruego Karsten Warholm corrió los 400 metros vallas en 46.70, superando así los históricos 46.78 de Kevin Young,  realizados en los Juegos Olímpicos de Barcelona 1992.

Como hoy en día se filma casi todo, y con más motivo en acontecimientos de altísimo nivel como la citada reunión, esta disponible en Youtube el vídeo de la carrera personalizado en el noruego y a cámara lenta, con lo que se puede disfrutar de su perfecto estilo, viendo cómo impulsa en la carrera sin que su cabeza suba ni baje absolutamente nada, cómo pasa las vallas sin saltarlas, cómo corre las curvas ligeramente inclinado, ... ¡Una maravilla estética!

Dentro de nada comienzan los Juegos Olímpicos de Tokio y ahí vamos a poder ver atletismo del bueno, del que no hay que perderse, así que ánimo y a trasnochar tocan.

¡Los campos de placas solares fotovoltaicas están de moda!

Claro, la energía obtenida quemando combustibles está demonizada porque agota reservas naturales y produce CO₂ que incrementa el efecto invernadero. Dos razones contundentes.

Las energías renovables limpias son la alternativa: eólica, en la que España es una potencia mundial, y solar, en la que debiera serlo teniendo en cuenta la cantidad de sol de la que disfrutamos.

En los últimos meses han desaparecido los impedimentos que se pusieron en marcha hace unos años y ahora asistimos a un boom de la energía fotovoltaica con la instalación de campos de placas solares y miles de hectáreas con proyectos de instalación.

Todo perfecto, porque se ocupan zonas de campos no aptos para la agricultura y no se produce el impacto sobre las aves que presentan los aerogeneradores.

Pero todo tiene un pero, y  en este caso dos en mi opinión: todavía son instalaciones muy caras, y no hay más que ver este vídeo para darse cuenta del segundo.

¡Fuegos artificiales!

Este es uno de los campos en los que la Química es fundamental, y en la entrada "La ciencia de los fuegos artificiales", publicada por José Manuel López Nicolás en scientiablog.com, se detallan tanto el mecanismo de producción de los efectos visuales como los elementos químicos y compuestos que intervienen. Un artículo sencillo pero muy interesante, con el que me he enterado de unas cuantas cosas que no sabía.

Como decía un profesor de Química Inorgánica en la Universidad de Murcia, “un castillo de fuegos artificiales es una Tabla Periódica en el cielo”.